Направление разработки материалов из алюминиевых сплавов для элитных кораблей и морской техники

Алюминиевые сплавы можно разделить на две категории: деформированные алюминиевые сплавы, которые используются для обработки полуфабрикатов, таких как пластины, полосы, фольга, трубы, прутки, профили, проволока, порошки и поковки;другой — литые алюминиевые сплавы, которые используются для литья различных отливок и литья под давлением.

Первый наиболее широко используется в морской технике.Поскольку алюминиевый сплав обладает характеристиками высокой удельной прочности, высокой стойкости к коррозии в морской воде, свариваемости, простоты обработки и формовки, хорошей пригодности к вторичной переработке, хорошей защиты окружающей среды, отсутствия хрупкости при низких температурах, отсутствия магнетизма и отсутствия искр во время магнитного столкновения, он широко используется в морская техника.Приложение позволяет эффективно уменьшить массу корабля, улучшить остойчивость, увеличить скорость и так далее.

Поэтому алюминиевые сплавы стали одним из основных конструкционных материалов судов во многих странах мира, широко используются при строительстве береговых, озерных и речных сооружений.Благодаря высокой коррозионной стойкости алюминия его не нужно красить или обслуживать, и он может использоваться в течение 30 лет.Тот факт, что алюминий не образует искр при столкновении, делает его особенно подходящим для изготовления деталей и конструкций кораблей, которые контактируют с легковоспламеняющимися материалами и маслом, что может значительно снизить риск возгорания.

Количество алюминиевых сплавов, используемых на судах

В настоящее время количество алюминия, используемого при производстве кораблей и кораблей, невелико.Что касается мира, то в 2013 году это количество составило около 1,1% от общего потребления.В 2012 году внутреннее потребление алюминиевого проката в Японии составило 974,4 тыс. тонн, из них потребление на транспорте составило 159,0 тыс. тонн (139,0 тыс. тонн в автомобильной промышленности, что составляет 87,42%, а внутреннее потребление экструдированного алюминия составило 784,5 тыс. тонн, из них потребление на транспорте составило 141,9 тыс. т (в автомобильной промышленности - 131,6). тыс. т, что составляет 92,94%), потребление этих двух алюминиевых материалов в сфере транспорта составляет 17,11% от общего потребления, при этом потребление автомобильной промышленности приходится на долю автомобильной промышленности. 89,93 транспортных материалов, а потребление авиационной промышленности и морской техники составляет менее 10%.

Япония — страна со слаборазвитой аэрокосмической промышленностью, поэтому предполагается, что потребление морской техники не превысит 5% алюминия, используемого на транспорте.Потребление алюминия в Японии уже вошло в стабильную стадию.С 2004 года морская техника имеет А расход судов колеблется в районе 20 тыс. тонн/год.Среди используемых алюминиевых материалов основными являются толстые листы, составляющие около 88%, дополняются экструдированные материалы, однако большая часть экструдированных материалов применяется на береговых объектах.

Конструкция алюминиевого сплава китайских кораблей отличается от японской.Япония – крупная страна в производстве судов СПГ (сжиженного природного газа).Четыре огромных резервуара для СПГ сварены из толстых листов сплава 5083.Количество толстых листов составляет около 4 тыс. тонн на судно.Китайская сталь Fe-Ni-Mn, хрупкая при низких температурах, используется в судостроении СПГ.В Китае для изготовления малых и средних судов используются лишь некоторые толстые листы.По оценкам, в 2014 году объем алюминия, использованного в судостроительной промышленности Китая, составил менее 230 тыс. тонн, что меньше общего видимого потребления алюминия на 1% от суммы.

Однако с ускорением и увеличением продвижения Китая к морской державе количество алюминия, используемого в судах и морской технике, значительно увеличится, но среднегодовые темпы роста до 2025 года не превысят 7,5%.

Разработка судовых алюминиевых сплавов

Промышленное производство алюминия началось с создания в 1988 году первого в мире алюминиевого завода «Питтсбургская металлургическая компания» в США. В 1891 году судостроительная промышленность впервые использовала алюминий, производимый заводом, для изготовления морских деталей.После более чем 120 лет исследований и разработок алюминий. Применение материалов в судах и морской технике становится все более обширным, и он стал одним из многообещающих материалов в этих секторах.

Первыми алюминиевыми сплавами, применявшимися в судостроении, были никельсодержащие сплавы Al-Cu, за ними следовали сплавы серии 2ХХХ, однако их коррозионная стойкость к морской воде была невысокой, что ограничивало их применение в судостроении.

Сплав 6061-Т6 использовался в 1930-х годах, а корпус был построен методом клепки.Коррозионностойкие сплавы серии 5ХХХ стали сваривать в 1940-х годах, а технология сварки TIG (вольфрамовый инертный газ) была принята в 1950-х годах.В этот период применение алюминиевых сплавов в судостроении достигло большого прогресса.В 1960-х годах ВМС США последовательно разработали листы из сплавов Al-Mg серий 5086-H32 и 5456-H321, а также экструдированные профили из сплавов 5086-H111 и 5456-H111.За счет использования состояний H116 и H117 удалось исключить межкристаллитное выделение Al8Mg5.Составная сетчатая пленка решает проблемы расслаивающей коррозии и межкристаллитной коррозии, что является важной вехой и значительным прогрессом в исследованиях и разработках судовых алюминиевых сплавов с 1960-х годов.

В дальнейшем из-за необходимости получения материалов с более высоким пределом текучести сплавы серии 6ХХХ нашли широкое применение в судостроении.В течение длительного времени Европа, США, Япония и другие страны в основном выбирали сплавы серии 5XXX и сплавы серии 6XXX.Корпус изготовлен из алюминиевого сплава, тогда как в Советском Союзе отдают предпочтение сплавам серии 2ХХХ.До реформ и открытости судостроительная промышленность Китая в основном следовала за Советским Союзом.С 1980 года за ним последовали другие страны, такие как Европа, США и Япония.После 2010 года независимые инновации постепенно укреплялись.С 1970-х годов активизируются исследования среднепрочных свариваемых сплавов серии 7ХХХ, достигнуты определенные успехи, которые нашли применение в судостроении.

Начиная с 1970-х годов все больше внимания уделяется рационализации и уменьшению массы корабельных конструкций.Большое количество алюминиевых сплавов используется в надстройках и деталях оснащения крупных кораблей.С этой целью в этот период было разработано множество алюминиевых сплавов и материалов для этих областей, в том числе экструдированные профили специальных спецификаций, большие широкие экструдированные панели и отливки.